www.久久久久|狼友网站av天堂|精品国产无码a片|一级av色欲av|91在线播放视频|亚洲无码主播在线|国产精品草久在线|明星AV网站在线|污污内射久久一区|婷婷综合视频网站

當(dāng)前位置:首頁(yè) > 單片機(jī) > 單片機(jī)
[導(dǎo)讀]1 前言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是現(xiàn)代儀器的發(fā)展,微型化、集成化、數(shù)字化正成為傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向[1]。美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司推出的數(shù)字化溫度傳感器DS1820采用單總線(xiàn)協(xié)議,即與微機(jī)接口僅需占用一個(gè)I/O端口

1 前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是現(xiàn)代儀器的發(fā)展,微型化、集成化、數(shù)字化正成為傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向[1]。美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司推出的數(shù)字化溫度傳感器DS1820采用單總線(xiàn)協(xié)議,即與微機(jī)接口僅需占用一個(gè)I/O端口,無(wú)需任何外部元件,直接將溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào),以9位數(shù)字碼方式串行輸出,從而大大簡(jiǎn)化了傳感器與微處理器的接口。

2 工作原理

目前大多數(shù)傳感器系統(tǒng)都采用放大--傳輸--數(shù)模轉(zhuǎn)換這種處理模式。這種模式一般要占用數(shù)條數(shù)據(jù)/控制線(xiàn),限制了單片機(jī)功能的擴(kuò)展。而一線(xiàn)總線(xiàn)技術(shù)則很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。一線(xiàn)總線(xiàn)技術(shù)就是在一條總線(xiàn)上僅有一個(gè)主系統(tǒng)和若干個(gè)從系統(tǒng)組成的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。由于總線(xiàn)上的所有器件都通過(guò)一條信號(hào)線(xiàn)傳輸信息,總線(xiàn)上的每個(gè)器件在不同的時(shí)間段驅(qū)動(dòng)總線(xiàn),這相當(dāng)于把數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)合在了一起。所以整個(gè)系統(tǒng)要按單總線(xiàn)協(xié)議規(guī)定的時(shí)序進(jìn)行工作。為了使其它設(shè)備也能使用這條總線(xiàn),一線(xiàn)總線(xiàn)協(xié)議采用了一個(gè)三態(tài)門(mén),使得每一個(gè)設(shè)備在不傳送數(shù)據(jù)時(shí)空出該數(shù)據(jù)線(xiàn)給其它設(shè)備。一線(xiàn)總線(xiàn)在外部需要一個(gè)上拉電阻器,所以在總線(xiàn)空閑時(shí)是高電平。掛在單總線(xiàn)上的器件稱(chēng)為單總線(xiàn)器件,為了區(qū)分總線(xiàn)上的不同器件,生產(chǎn)單總線(xiàn)器件時(shí),廠家都刻錄了一個(gè)64位的二進(jìn)制ROM代碼作為芯片的唯一序列號(hào)。這樣通過(guò)尋址就可以把每個(gè)器件識(shí)別出來(lái)。64位ROM的結(jié)構(gòu)如下:開(kāi)始8位是產(chǎn)品類(lèi)型的編號(hào)(DS1820為10H),接著是每個(gè)器件的唯一的序號(hào),共有48位,最后8位是前56位的CRC校驗(yàn)碼,這也是多個(gè)DS1820可以采用一線(xiàn)進(jìn)行通信的原因。

3 DS1820介紹

DS1820是美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司推出的第一片支持"一線(xiàn)總線(xiàn)"接口的溫度傳感器。它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配微處理器等優(yōu)點(diǎn),可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)供微機(jī)處理[2]。

DS1820的工作原理是:DS1820采用3腳PR-35封裝或8腳SOIC封裝,其中 GND為地;I/O為數(shù)據(jù)輸入/輸出端(即單線(xiàn)總線(xiàn)),該腳為漏極開(kāi)路輸出,常態(tài)下呈高電平;VDD是外部+5V電源端,不用時(shí)應(yīng)接地;NC為空腳。圖1所示為DS1820的內(nèi)部框圖,它主要包括寄生電源、溫度傳感器、64位激光ROM單線(xiàn)接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器(內(nèi)含便箋式RAM),用于存儲(chǔ)用戶(hù)設(shè)定的溫度上下限值的TH和TL解發(fā)器存儲(chǔ)與控制邏輯、8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)發(fā)生器等七部分。

DS1820特點(diǎn)如下:硬件接口簡(jiǎn)單,性能穩(wěn)定,單線(xiàn)接口,僅需一根口線(xiàn)與MCU連接無(wú)需外圍元件;由總線(xiàn)提供電源;測(cè)溫范圍為-55~75℃;精度為0.5℃;9位溫度讀數(shù);A/D變換時(shí)間為200ms;用戶(hù)自設(shè)定溫度報(bào)警上下限,其值是非易失性的;報(bào)警搜索命令可識(shí)別那片DS1820超溫度限。

DS1820的溫度測(cè)量原理如下[3]:DS1820測(cè)量溫度時(shí)使用特有的溫度測(cè)量技術(shù),其測(cè)量電路框圖如圖2所示。內(nèi)部計(jì)數(shù)器對(duì)一個(gè)受溫度影響的振蕩器的脈沖計(jì)數(shù),低溫時(shí)振蕩器的脈沖可以通過(guò)門(mén)電路,而當(dāng)?shù)竭_(dá)某一設(shè)置高溫時(shí),振蕩器的脈沖無(wú)法通過(guò)門(mén)電路。計(jì)數(shù)器設(shè)置為-55℃時(shí)的值,如果計(jì)數(shù)器到達(dá)0之前,門(mén)電路未關(guān)閉,則溫度寄存器的值將增加,這表示當(dāng)前溫度高于-55℃。同時(shí),計(jì)數(shù)器復(fù)位在當(dāng)前溫度值上,電路對(duì)振蕩器的溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償,計(jì)數(shù)器重新開(kāi)始計(jì)數(shù)直到回零。如果門(mén)電路仍然未關(guān)閉,則重復(fù)以上過(guò)程。溫度表示值為9bit,高位為符號(hào)位。

4 溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于每片DS1820含有唯一的硅串行數(shù),所以在一條總線(xiàn)上可掛接多個(gè)DS1820芯片。從DS1820讀出的信息或?qū)懭隓S1820的信息,僅需要一根口線(xiàn)(單線(xiàn)接口)。讀寫(xiě)及溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線(xiàn),總線(xiàn)本身也可以向所掛接的DS1820供電,而無(wú)需額外電源。DS1820提供9位溫度讀數(shù),構(gòu)成多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)而無(wú)需任何外圍硬件。對(duì)DS1820的使用,多采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。處理時(shí),將DS1820信號(hào)線(xiàn)與單片機(jī)一位口線(xiàn)相連,單片機(jī)可掛接多片DS1820,從而實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。由于DS1820只有三個(gè)引腳,其中兩根是電源線(xiàn)VDD和GND,另外兩根用作總線(xiàn)DQ(Data In/Out),由于其輸出和輸入均是數(shù)字信號(hào)且與TTL電平兼容,因此其可以與微處理器直接進(jìn)行接口,從而省去了一般傳感器所必需的中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。

本設(shè)計(jì)中以DS1820為傳感器、AT89C52單片機(jī)為控制核心組成的多點(diǎn)溫度測(cè)試系統(tǒng)如圖3所示[4]。用6只DS1820同時(shí)測(cè)控6路溫度(視實(shí)際需要還可擴(kuò)展通道數(shù))。89C52單片機(jī)P1.1口接單線(xiàn)總線(xiàn)。DS1820采用寄生電源供電方式。為保證在有效的DS1820時(shí)鐘周期內(nèi)能提供足夠的電流,圖3中采用一個(gè)MOSFET管和89C52的H.0口來(lái)完成對(duì)DS1820的總線(xiàn)上拉。鍵盤(pán)掃描和動(dòng)態(tài)掃描的顯示共用一片可編程接口芯片8279,顯示采用8位共陰極LED數(shù)碼管,它可用來(lái)顯示通道數(shù)、溫度測(cè)量值以及TH、TL的值。

程序處理是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵,即簡(jiǎn)潔的硬件結(jié)構(gòu)是靠復(fù)雜的軟件來(lái)支持的。多個(gè)器件掛在一條總線(xiàn)上為了識(shí)別不同的器件,在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中一般有四個(gè)步驟:初始化命令;傳送ROM命令;傳送RAM命令;數(shù)據(jù)交換命令。

需要注意的是,無(wú)論是單點(diǎn)還是多點(diǎn)溫度檢測(cè),在系統(tǒng)安裝及工作之前,應(yīng)將主機(jī)逐個(gè)與DS1820掛接,讀出其序列號(hào)。其工作過(guò)程為:主機(jī)發(fā)出一個(gè)脈沖,待"0"電平大于480μs后,復(fù)位DA1820,在DS1820所發(fā)響應(yīng)脈沖由主機(jī)接收后,主機(jī)再發(fā)讀ROM命令代碼33H,然后發(fā)一個(gè)脈沖(15μs),并接著讀取DS1820序列號(hào)的一位。用同樣方法讀取序列號(hào)的56位。另外,由于DS1820單線(xiàn)通信功能是分時(shí)完成的,遵循嚴(yán)格的時(shí)隙概念,因此,系統(tǒng)對(duì)DS1820和各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行,即初始化DS1820(發(fā)復(fù)位脈沖)→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。系統(tǒng)對(duì)DS1820操作的總體流程圖如圖4所示。

在正常測(cè)溫情況下,DS1820的測(cè)溫分辨力為0.5℃。采用下述方法可獲得高分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果:首先用DS1820提供的讀暫存器指令(BEH)讀出以0.5℃為分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果,然后切去測(cè)量結(jié)果中的最低有效位(LSB),得到所測(cè)實(shí)際溫度的整數(shù)部分Tz,然后再用BEH指令取計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)剩余值Cs和每度計(jì)數(shù)值CD??紤]到DS1820測(cè)量溫度的整數(shù)部分以0.25和0.75℃為進(jìn)位界限的關(guān)系.

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)應(yīng)于傳統(tǒng)概念,這一粒三極管一樣的傳感器相當(dāng)于傳統(tǒng)的溫度傳感器+ 數(shù)字化+ CPU+ 總線(xiàn)協(xié)議及接口。一線(xiàn)器件采用單條連線(xiàn),解決了控制、通信和供電等問(wèn)題,降低了系統(tǒng)成本,并簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì),為未來(lái)傳感器的發(fā)展和應(yīng)用開(kāi)辟了新的領(lǐng)域。
 

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專(zhuān)欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。

關(guān)鍵字: 驅(qū)動(dòng)電源

在工業(yè)自動(dòng)化蓬勃發(fā)展的當(dāng)下,工業(yè)電機(jī)作為核心動(dòng)力設(shè)備,其驅(qū)動(dòng)電源的性能直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。其中,反電動(dòng)勢(shì)抑制與過(guò)流保護(hù)是驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的兩個(gè)環(huán)節(jié),集成化方案的設(shè)計(jì)成為提升電機(jī)驅(qū)動(dòng)性能的關(guān)鍵。

關(guān)鍵字: 工業(yè)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)電源

LED 驅(qū)動(dòng)電源作為 LED 照明系統(tǒng)的 “心臟”,其穩(wěn)定性直接決定了整個(gè)照明設(shè)備的使用壽命。然而,在實(shí)際應(yīng)用中,LED 驅(qū)動(dòng)電源易損壞的問(wèn)題卻十分常見(jiàn),不僅增加了維護(hù)成本,還影響了用戶(hù)體驗(yàn)。要解決這一問(wèn)題,需從設(shè)計(jì)、生...

關(guān)鍵字: 驅(qū)動(dòng)電源 照明系統(tǒng) 散熱

根據(jù)LED驅(qū)動(dòng)電源的公式,電感內(nèi)電流波動(dòng)大小和電感值成反比,輸出紋波和輸出電容值成反比。所以加大電感值和輸出電容值可以減小紋波。

關(guān)鍵字: LED 設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)電源

電動(dòng)汽車(chē)(EV)作為新能源汽車(chē)的重要代表,正逐漸成為全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。電動(dòng)汽車(chē)的核心技術(shù)之一是電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng),而絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件,其性能直接影響到電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性能和...

關(guān)鍵字: 電動(dòng)汽車(chē) 新能源 驅(qū)動(dòng)電源

在現(xiàn)代城市建設(shè)中,街道及停車(chē)場(chǎng)照明作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,其質(zhì)量和效率直接關(guān)系到城市的公共安全、居民生活質(zhì)量和能源利用效率。隨著科技的進(jìn)步,高亮度白光發(fā)光二極管(LED)因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)逐漸取代傳統(tǒng)光源,成為大功率區(qū)域...

關(guān)鍵字: 發(fā)光二極管 驅(qū)動(dòng)電源 LED

LED通用照明設(shè)計(jì)工程師會(huì)遇到許多挑戰(zhàn),如功率密度、功率因數(shù)校正(PFC)、空間受限和可靠性等。

關(guān)鍵字: LED 驅(qū)動(dòng)電源 功率因數(shù)校正

在LED照明技術(shù)日益普及的今天,LED驅(qū)動(dòng)電源的電磁干擾(EMI)問(wèn)題成為了一個(gè)不可忽視的挑戰(zhàn)。電磁干擾不僅會(huì)影響LED燈具的正常工作,還可能對(duì)周?chē)娮釉O(shè)備造成不利影響,甚至引發(fā)系統(tǒng)故障。因此,采取有效的硬件措施來(lái)解決L...

關(guān)鍵字: LED照明技術(shù) 電磁干擾 驅(qū)動(dòng)電源

開(kāi)關(guān)電源具有效率高的特性,而且開(kāi)關(guān)電源的變壓器體積比串聯(lián)穩(wěn)壓型電源的要小得多,電源電路比較整潔,整機(jī)重量也有所下降,所以,現(xiàn)在的LED驅(qū)動(dòng)電源

關(guān)鍵字: LED 驅(qū)動(dòng)電源 開(kāi)關(guān)電源

LED驅(qū)動(dòng)電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器,通常情況下:LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。

關(guān)鍵字: LED 隧道燈 驅(qū)動(dòng)電源
關(guān)閉